丁原朝（煙臺(tái)環(huán)球鑄造有限公司，山東煙臺(tái)市 264670）

在6m平臺(tái)高度安裝5t熱風(fēng)沖天爐的實(shí)踐

丁原朝（煙臺(tái)環(huán)球鑄造有限公司，山東煙臺(tái)市 264670）

本文介紹在3t沖天爐安裝條件下改裝5t熱風(fēng)沖天爐的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。目前應(yīng)用3t沖天爐的企業(yè)不在少數(shù)，本文可為應(yīng)用3t沖天爐的中小企業(yè)在現(xiàn)有條件下改裝5t沖天爐提供借鑒。

沖天爐；技術(shù)改造

煙臺(tái)環(huán)球鑄造有限公司新建廠區(qū)于2004年底投產(chǎn)，設(shè)計(jì)綱領(lǐng)為3500t/年，熔化工部按兩臺(tái)3t熱風(fēng)沖天爐布置，兩爐設(shè)計(jì)中心距3.2m，平臺(tái)高度6m；投產(chǎn)時(shí)先只安裝了一臺(tái)3t沖天爐。投產(chǎn)一年多后，隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要，決定在預(yù)留的另一臺(tái)3t沖天爐的空位上安裝一臺(tái)5t沖天爐。由于鼓風(fēng)機(jī)配套，上料地坑及配套焦炭、石灰石料斗和配料翻斗裝置的空間都是按3t沖天爐預(yù)留的，已不可改變，尤其是6m平臺(tái)的高度制約了5t沖天爐定型設(shè)備的安裝。就是在這樣適合3t沖天爐安裝條件下，我們經(jīng)過改進(jìn)設(shè)計(jì)，成功實(shí)現(xiàn)5t沖天爐的安裝、生產(chǎn)。

1 改進(jìn)設(shè)計(jì)

1.1 爐膽的選擇及上部浮動(dòng)結(jié)構(gòu)等的處理

經(jīng)再三思考決定仍采用內(nèi)置式熱風(fēng)爐膽結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是爐膽外有一層殼體，與沖天爐主體外徑一致，可起到承上啟下的支承連接作用，外觀一致性好。內(nèi)置式熱風(fēng)爐膽采用標(biāo)準(zhǔn)高度與內(nèi)徑，爐底和爐腿與3t熱風(fēng)沖天爐一致；關(guān)鍵一點(diǎn)是一排風(fēng)眼至爐膽底部尺寸要較常規(guī)距離少一段，再是爐主體部上節(jié)置爐膽節(jié)套筒門應(yīng)高于熱風(fēng)爐膽，現(xiàn)必須將其置于6m平臺(tái)下矮于爐膽，設(shè)計(jì)套筒門開口高度較爐膽高度約短1/6。爐膽裝配時(shí)沖天爐加料口節(jié)高于加料口處，開穿孔加一鋼管橫杠，安上起吊葫蘆，再配合爐外吊前爐蓋用電動(dòng)葫蘆，這樣兩個(gè)葫蘆聯(lián)動(dòng)分別吊爐膽兩端進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，可將爐膽吊進(jìn)爐內(nèi)安裝；反之，拆卸也是如此。這樣就可在6m平臺(tái)高度不變的狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)爐膽裝卸自如。還有爐膽上原用浮動(dòng)內(nèi)筒直接座于爐膽上，由于爐膽下移加之5t爐有效高度較3t爐尺寸增加很多，爐膽上至加料口還約有2m高度，如都將其制成鋼制內(nèi)筒，內(nèi)筒下部處于預(yù)熱帶次高溫區(qū)域，必將會(huì)因內(nèi)筒局部受熱變形嚴(yán)重，使用中會(huì)造成搭棚現(xiàn)象，影響生產(chǎn)甚至發(fā)生事故。所以為預(yù)防此現(xiàn)象產(chǎn)生，將內(nèi)筒高度與3t爐高度一致，長(zhǎng)度不足部分增設(shè)一段單層耐火磚砌層外加套圈筒座于爐膽之上，再安置鋼制內(nèi)筒和漏斗至加料口，實(shí)現(xiàn)爐膽以上還是浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)熱風(fēng)爐膽冷熱變形時(shí)軸向長(zhǎng)短變化不受約束。另外，由于兩臺(tái)爐中心距只有3.2m，捅風(fēng)眼受限，因此設(shè)計(jì)風(fēng)眼位置有意錯(cuò)開，風(fēng)箱外徑盡量壓縮。為滿足風(fēng)箱容量要求，風(fēng)箱長(zhǎng)度方向適當(dāng)增加，一、二排風(fēng)眼處風(fēng)箱外徑尺寸不同，一排風(fēng)眼處外徑較二排處縮徑310mm。這一則可顯得兩爐中心空間稍大一些，主要還是使二排主風(fēng)口供風(fēng)流暢，滿足倒置風(fēng)口以二排風(fēng)口為主需求。

1.2 爐膽與套筒節(jié)外冷熱風(fēng)管的接口處理

依據(jù)多年生產(chǎn)實(shí)踐深知，此處接口若處理不善，會(huì)成為熔煉時(shí)故障多發(fā)處。漏風(fēng)會(huì)導(dǎo)致熔化率下降，能耗上升，爐膽使用壽命縮短，影響正常生產(chǎn)秩序，維修也較困難。如直接與外部風(fēng)管連接，需將套筒相應(yīng)部位開3個(gè)大洞，以便現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)焊接，這樣費(fèi)時(shí)費(fèi)力，同時(shí)套筒節(jié)密封性不好，導(dǎo)致生產(chǎn)時(shí)高溫渣粒粉外逸，除影響環(huán)境還會(huì)造成人身傷害，同時(shí)使熱風(fēng)溫度有所下降。因此采取在套筒節(jié)上加設(shè)三處短筒上焊法蘭盤，法蘭盤作用是連接爐外冷熱風(fēng)管。短筒直徑大于熱風(fēng)爐膽上冷熱風(fēng)口直徑，其目的是在這三處各增上一個(gè)短錐管，錐管小頭端能套在爐膽冷熱風(fēng)口直管段上，大端置于套筒節(jié)短筒內(nèi)徑內(nèi)，各留有一定公差，待爐膽安裝定位后，套上三個(gè)短錐管，分別從法蘭盤處探進(jìn)焊把進(jìn)行焊接。更換爐膽時(shí)爐外冷熱管卸下后，將氣焊槍探入法蘭內(nèi)將短錐管割下即可。每次更換爐膽時(shí)短錐管大小端直徑不變，長(zhǎng)短需視上次安裝大端直徑所在位置以內(nèi)向外即一次比一次加長(zhǎng)一點(diǎn)。這樣可延長(zhǎng)套筒節(jié)三處法蘭及短管使用壽命，一般三次爐膽更換都無需更新。這一措施的實(shí)施使?fàn)t膽冷熱風(fēng)進(jìn)出口密封性難處理問題得以解決。一般不會(huì)漏風(fēng)，除非爐膽冷熱應(yīng)力變化過大，將焊口拉開造成漏風(fēng)，此問題一般發(fā)生在爐膽的兩個(gè)熱風(fēng)排出口根部。

1.3 卷揚(yáng)機(jī)、爬料機(jī)龍門架及觀察平臺(tái)的設(shè)計(jì)

由于有效高度增加，6m平臺(tái)距加料口高度差太大，卷揚(yáng)機(jī)不易布置，爐況觀察也困難，必須在平臺(tái)上增設(shè)一個(gè)小平臺(tái)，以滿足5t沖天爐要求高度，平臺(tái)大小只要能將卷揚(yáng)機(jī)、爬料機(jī)龍門架安裝上以及滿足人員上來觀察爐況和維護(hù)卷揚(yáng)機(jī)設(shè)備最小空間與通道即可。為此增上了一個(gè)小平臺(tái)，其高度約1.2m，輪廓尺寸2.5m×3.9m。

1.4 爬料機(jī)問題

土建爬料機(jī)與沖天爐距離是按3t爐設(shè)計(jì)的，現(xiàn)要安裝5t爐爬料機(jī)，距離明顯不足，只有將其上升角度加大，同時(shí)避開焦炭斗和石灰石斗，躲不開處將機(jī)架適當(dāng)變更只要不影響料斗上行即可，這樣就實(shí)現(xiàn)了爬料機(jī)的安裝和使用。

1.5 鼓風(fēng)機(jī)及送風(fēng)管路問題

鼓風(fēng)機(jī)有2臺(tái)，一臺(tái)是搬遷時(shí)新購(gòu)L62LD羅茨鼓風(fēng)機(jī)，標(biāo)示風(fēng)量60.9m3/min。另一臺(tái)是葉氏7號(hào)風(fēng)機(jī)，風(fēng)量60m3/min。這兩臺(tái)風(fēng)機(jī)都是為3t沖天爐配套的，而與5t沖天爐配套應(yīng)選用84m3/min風(fēng)量鼓風(fēng)機(jī)，顯然兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)不適合5t沖天爐。但鼓風(fēng)機(jī)室面積及地基等情況已不允許變更，于是我們決定分兩步走：一是根據(jù)葉氏風(fēng)機(jī)提速可以增大風(fēng)量這一特性，對(duì)葉氏風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，電機(jī)皮帶輪加大，轉(zhuǎn)速由500r/min增至700r/min，風(fēng)量可提高至80m3/min;二是考慮羅茨風(fēng)機(jī)配置電機(jī)功率大、風(fēng)壓高，實(shí)際輸出風(fēng)量最大可接近70m3/min，理論上講可滿足5t沖天爐的需求。

1.6 5t沖天爐主要技術(shù)參數(shù)

該爐總體設(shè)計(jì)按上述要求進(jìn)行，由青島青力環(huán)保設(shè)備有限公司制作。主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：

名義工作直徑?800mm，

加料口以下外徑?1450mm；

有效高度：5.88m；

主風(fēng)口尺寸：?40mm；

主風(fēng)口個(gè)數(shù)及斜度：8 個(gè)，－5°；

輔助風(fēng)口個(gè)數(shù)及斜度：8個(gè)，－5°；

輔助風(fēng)口尺寸?35mm；

砂床厚度：330mm；

砂床中心距一排風(fēng)口中心距離：319mm；

風(fēng)口間距：650mm；

一排風(fēng)口至熱風(fēng)爐膽下沿：2045mm；

風(fēng)箱容積：1.543m3；

風(fēng)箱處最大外徑：?2280mm；

加料口高度：1900mm；

總高度：18.8m。

2 應(yīng)用

該爐于2006年7月投入試用。仍按3t爐批料300kg，層焦28kg，底焦高度 1.7m（一排風(fēng)眼算起），爐型風(fēng)口區(qū)?700mm，爐膽下450mm向上過渡至?800mm。經(jīng)測(cè)算平均熔化率約為4.15t/h。熔化時(shí)，底焦高度基本控制在1.45m，打爐后觀測(cè)爐內(nèi)，一、二排風(fēng)眼處浸蝕較重，由?700mm擴(kuò)至?900mm，一排風(fēng)眼上1.33m熔化帶浸蝕最大處也達(dá)到?900mm。分析認(rèn)為熔化率較低的原因是漏風(fēng)較重。

后經(jīng)對(duì)各漏風(fēng)處進(jìn)行維護(hù)，平均熔化率達(dá)到4.627t/h，澆包內(nèi)鐵液溫度達(dá)1485℃。第三次試爐時(shí)將批料由300kg改為400kg，層焦為38kg，平均熔化率5.03t/h。三次試爐后，該爐投入正式使用。

2007年10月由于5t熱風(fēng)爐膽漏風(fēng)嚴(yán)重進(jìn)行了更換，并對(duì)爐膽上熱風(fēng)出風(fēng)口進(jìn)行了改進(jìn)。在應(yīng)用羅茨風(fēng)機(jī)各項(xiàng)條件不變情況下平均熔化率達(dá)到5.5～5.6t/h。2008年1月又針對(duì)3t爐和5t爐共用眼鏡閥需頻繁轉(zhuǎn)換，此處不但麻煩且漏風(fēng)嚴(yán)重，決定淘汰眼鏡閥以蝸輪傳動(dòng)夾板蝶閥替代，使之既省事又不漏風(fēng)。應(yīng)用后漏風(fēng)現(xiàn)象消除，熔化率也大為提高，平均熔化率接近6t/h。

2009年7月為適應(yīng)大鑄件生產(chǎn)，對(duì)沖天爐前爐進(jìn)行了改造，將前爐由原來的?1400mm×1400mm改為?1950mm×1550mm，使之滿足生產(chǎn)10t鑄件鐵液儲(chǔ)備要求，前后爐中心距由1575mm改為2025mm。將10t沖天爐前爐嫁接至5t沖天爐上，滿足了本公司中大件鑄件生產(chǎn)的需要。

[1] 張伯明.鑄造手冊(cè):鑄鐵卷.第2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.

[2] 丁原朝.一種安全適用的爐底門裝置.中國(guó)鑄造裝備與技術(shù)，2000(1).

[3] 丁原朝.干式火花捕集器改造.中國(guó)鑄造裝備與技術(shù)，2003（3）.

A 5t Hot Blast Cupola Adopted to 6m Height Platform

DING YuanChao
(Yantai Round the World Foundry Co.Ltd.，Yantai 264670，Shandong China)

Practical experiences with rebuilding of a 5t hot blast cupola under condition of installation of 3t cupola have been introduced which could be reference to medium and small enterprises those who are going to rebuild 5t cupolaa from their existing 3t ones.

Cupola；Technical rebuilding

TG 232.1；

B

1006-9658（2011）01-2

2010－09－25

2010－143

丁原朝，男，主要從事鑄造生產(chǎn)技術(shù)工作